Cell Souche 4

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LE CONCEPT DE « CELLULES SOUCHES » CHEZ
LES MAMMIFERES ET LES PLANTES A FLEURS

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GLOSSAIRE
Angiospermes (du grec angeion, vase, boîte, et sperma, graine) : sous-embranchement de plantes phanérogames
dont les graines sont enfermées dans un fruit, comprenant près de 300 000 espèces (les angiospermes se divisent en
monocotylédones et dicotylédones).
AMP (Assistance médicale à la procréation) = PMA (Procréation médicale assistée) : Désigne les techniques
destinées à pallier une stérilité due à la femme ou à l’homme, soit en facilitant la fécondation dans le corps de la
femme (insémination artificielle) soit en la remplaçant par une fécondation artificielle suivie d’un transfert des
embryons dans l’utérus (fécondation in vitro, injection in vitro d’un spermatozoïde dans le cytoplasme d’un
ovocyte.). Les gamètes peuvent être ceux du couple ou de donneurs. En France, le double don est interdit.
Antigène : Molécule qui induit une réponse immune, par l’activation de lymphocytes. La réponse immune se traduit
par la production d’anticorps dirigés contre cette molécule, ou par la génération de cellules cytotoxiques qui vont
détruire les cellules exprimant cette molécule.
Aplasie : Absence ou insuffisance de développement d’un tissu.
Aplasie médullaire : Maladie qui affecte l’hématopoïèse, c’est-à-dire la fabrication des différentes cellules qui
composent le sang. Le terme « aplasie » désigne un défaut ou une quasi absence de production de la moelle osseuse
en globules rouges (transport de l’oxygène), en globules blancs (défenses immunitaires) et plaquettes (coagulation).
Blastocyste: Stade du développement embryonnaire des mammifères, environ cinq jours après la fécondation. Les
blastocystes sont composés d’une centaine de cellules ; ils ont la forme d’une sphère creuse au fond de laquelle se
trouve le monticule du « bouton embryonnaire » dont sont dérivées les cellules souches embryonnaires.
Blastomère: Cellules constitutives de l’embryon, aux stades morula ou blastocyste. Les blastomères d’un même
embryon ont en principe une structure génomique identique. La séparation blastomérique, spontanée ou artificielle,
conduit à l’existence de jumeaux.
Cellule différenciée : Une cellule différenciée possède des caractéristiques spécifiques d’un tissu, qui lui permettent
de remplir sa fonction dans un organisme.
Cellule endothéliale : Pour atteindre une cellule, les substances nutritives contenues dans le sang doivent d'abord
traverser la paroi des capillaires et pénétrer dans le liquide interstitiel qui baigne cette cellule. Constitué d'une seule
couche de cellules épithéliales, la paroi des capillaires est très mince et de ce fait hautement perméable.
Cellule minces et aplatie, elle permet le transfert rapide des substances entre le sang et le liquide interstitiel.
Cellule folliculaire : Cellule de l’ovocyte.
Hémangioblaste: Cellule mésodermique, précurseur commun des cellules endothéliales et des cellules
hématopoïétiques.
Cellule hématopoïétique : Cellule précurseur des globules rouges, des globules blancs et des plaquettes.
Cellule germinale : Cellule précurseur des gamètes, et les gamètes eux-mêmes. Ovule et spermatozoïde contiennent,
chez l’homme, 23 chromosomes. Ils sont dits haploïdes.
Cellule médullaire : Cellule de la moelle épinière.
Cellule précurseur : Cellule immature capable de se multiplier, mais engagée dans une voie de différenciation
unique ou limitée à quelques types cellulaires définis.
Cellule somatique : Cellule du corps à l’exclusion des cellules germinales et des cellules de l’embryon aux premiers
stades du développement. Les cellules somatiques humaines, diploïdes, possèdent 23 paires de chromosomes.
Cellule souche : Une cellule souche (CS) est à l’origine d’un tissu, d’un organe ou d’un organisme. Lorsque la
cellule souche se divise en deux cellules filles, l’une d’entre elles peut maintenir la réserve des CS et l’autre se
différencier en un constituant d’un tissu mûr, par exemple des cellules du sang, de la peau, etc.
Cellule souche adulte : Cellule présente dans un organisme adulte et assurant le renouvellement des tissus.
Contrairement aux cellules souches embryonnaires, les cellules souches adultes ne peuvent se multiplier et se
développer que de manière limitée. De plus, il est très difficile de les isoler des tissus.
Cellule souche embryonnaire ou cellule ES : En anglais Embryonnic Stem Cells. Cellules dérivées du « bouton
embryonnaire » d’un blastocyste, pouvant être cultivées à long terme sans modification. Dans certaines conditions de
culture, les cellules ES peuvent se différencier en des cellules caractéristiques de tous les organes du corps. (cellules
du cerveau, du foie de la peau, du sang…).
Clonage: Le clonage est un mode de reproduction permettant la copie d'une cellule ou d'un individu (son clone) à
partir de son ADN. Sauf erreur ou mutation lors du recopiage, le clone est génétiquement identique à l'original : il a
le même ADN. Dans la nature, certaines espèces non sexuées comme les bactéries utilisent le clonage pour se
reproduire. En laboratoire, on l’expérimente sur des espèces sexuées. Le principe du clonage in vitro consiste à
remplacer le noyau d’un ovule, par le noyau d’une cellule de l’organisme à cloner. On stimule ensuite l’ovule
transformé pour qu’il devienne un embryon.

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Clonage reproductif : Le "clonage reproductif" pousse le développement de l’embryon cloné jusqu’à sa naissance,
en l’introduisant dans l’utérus d’une mère porteuse.
Clonage thérapeutique : Ce type de clonage repose sur la congélation de l'embryon pour stopper son développement
et sur son utilisation comme réservoir. En greffant des cellules souches de l’embryon sur un organe ou un muscle
déficient du parent cloné, on pourrait régénérer le tissu malade, sans risque de rejet, toutes les cellules provenant du
même organisme. En transplantant des cellules d’embryon humain mises en culture, les chercheurs espèrent pouvoir
régénérer des fonctions organiques abîmées ou détruites. Par exemple réparer les cellules nerveuses pour lutter
contre les maladies de Parkinson ou Alzheimer.
Différenciation cellulaire : Acquisition de propriétés caractéristiques d’une fonction cellulaire spécialisée. Les
cellules souches ont la capacité de se différencier en différents types cellulaires.
Ectoderme : Couche de cellules la plus externe, qui forme l'épithélium et le système nerveux.
Effet paracrine : Programmation ou activation de la fonctionnalité d’une cellule par contiguïté. Par exemple, une
cellule souche, par nature indifférenciée, se différenciera au contact d’une cellule déjà différenciée.
Embryogenèse : Processus de développement de l'embryon humain depuis le stade de zygote jusqu'à la naissance.
Endoderme : Couche de cellules la plus interne, qui forme le tube digestif et les autres organes qui lui sont associés.
Epiderme : Couche externe de la peau contenant la couche basale des kératinocytes capables de proliférer et des
couches supérieures de cellules ayant une teneur élevée en kératine, lesquelles assument la résistance mécanique et
l’imperméabilité relative de la peau.
Epigénèse: Ensemble des influences non directement génétiques susceptibles de s’exercer sur le génome, et sur le
futur individu, liées aux interactions entre cet individu et l’environnement intra-utérin ou post-natal. L’individu est
constitué pour une part par sa structure génomique, mais pour une autre part, sous les influences épigénétiques.
FIV : Fécondation d’un ovule par un spermatozoïde, pour former un embryon, effectuée hors du corps de la femme,
en "éprouvette" (in vitro). Cette technique d’aide médicale à la procréation est utilisée lorsque la femme souffre de
stérilité : si ses trompes (partie des voies génitales) sont bouchées, la fécondation ne peut avoir lieu naturellement; la
FIV peut alors y remédier.
Gamète : Terme générique, toute cellule reproductrice sexuée, mâle (spermatozoïde) ou femelle (ovule), avant la
fécondation. Chacun des deux gamètes, en général haploïdes, contient la moitié du nombre de chromosomes
caractéristique de toutes les autres cellules somatiques de l'espèce, qui s'unissent pendant la fécondation pour former
une cellule diploïde (le zygote), point de départ d'un nouvel individu.
Gastrulation : Troisième étape du développement embryonnaire. Elle consiste en la formation, par différenciation et
migration cellulaire, d'un troisième feuillet cellulaire, le mésoblaste, entre les deux feuillets embryonnaires
préexistants, l'endoblaste et l'ectoblaste.
Gène : Segment de l’ADN contenu dans le noyau des cellules et qui porte le plan de fabrication d’une protéine. Les
gènes sont porteurs des informations relatives aux caractéristiques d’un individu (couleur des yeux par exemple).
L'homme possède environ 30 000 gènes, ce qui ne représente que 5% de tout son ADN. Certaines espèces animales
et végétales possèdent plus de gènes que l'homme.
Génome : Patrimoine génétique d’un être vivant, c'est-à-dire l’ensemble des informations génétiques de l’organisme.
Haploïde : Une cellule biologique est haploïde lorsque les chromosomes qu'elle contient sont chacun en un seul
exemplaire (n chromosomes).
Hépatocyte : Cellule du foie.
Histocompatibilité : Capacité d’un tissu à être accepté ou rejeté par un hôte, étroitement lié à un ensemble de
protéines présentes à la surface des cellules.
Immunosuppresseurs : Traitements destinés à combattre les phénomènes de rejet suivant une greffe. Les traitements
immunosuppresseurs, indispensables tout au long de la vie de la greffe, comportent l'association de plusieurs
médicaments. S’ils permettent habituellement le contrôle de la réaction de rejet, les traitements immunosuppresseurs
diminuent les défenses de l'organisme vis-à-vis des infections et peuvent faciliter le développement de certaines
tumeurs.
Lignée cellulaire : Dans l’embryon en cours de différenciation, ensemble des cellules issues d’une cellule initiale.
Lymphocytes : Cellules blanches du sang, qui jouent un rôle dans la réponse immune humorale (synthèse des
anticorps) et cellulaire.
Maladie de Parkinson : Maladie dégénérative du système nerveux central qui s’accompagne de la perte des
neurones essentiels à la commande motrice.
Mésenchyme : Tissu de l’embryon à partir duquel sont formés les vaisseaux, les muscles, le squelette et le cartilage.
Mésoderme : Un des trois types de cellules qui se forme précocement chez l’embryon (troisième feuillet cellulaire) ;
il donne naissance aux muscles, aux tissus conjonctifs, aux os ainsi qu'au sang et aux autres composantes du système
vasculaire.

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Monogéniques (maladies) : Maladies dues à une anomalie dans la structure (ou la séquence) d’un seul gène, comme
l’hémophilie.
Monozygotes : Vrais jumeaux, issus d’un même oeuf.
Morula : Nom donné à l'oeuf humain fécondé lorsque les divisions successives des blastomères lui ont donné la
forme d'une petite mûre. A ce stade, l’oeuf est encore libre dans les voies génitales, la nidation ne se faisant qu'au
stade ultérieur de blastocyste.
Multipotent : Une cellule souche est dite multipotente quand elle peut être à l’origine de plusieurs types de cellules.
Par exemple, la cellule souche hématopoïétique peut se différencier en plaquettes sanguines, en globules rouges et
divers types de globules blancs. En revanche, contrairement aux cellules ES, et plus encore aux cellules totipotentes,
leur spectre est limité.
Myopathie : Dégénérescence musculaire à évolution progressive.
Neurone : Type de cellule différenciée composant avec les cellules gliales le tissu nerveux. Ce sont les neurones qui
constituent l'unité fonctionnelle du système nerveux ; les cellules gliales assurent le soutien et la nutrition des
neurones, et facilitent l'établissement de nouvelles connexions. Les neurones permettent la transmission d'un signal
que l'on nomme influx nerveux.
Ovocyte: Gamète femelle qui succède à l'ovogonie durant l'ovogenèse. Ovule immature, qui devient mature
seulement au moment de l’ovulation.
Ovule : Gamète femelle ; cellule de reproduction destinée à être fécondée par un spermatozoïde. Synonyme
d’ovocyte.
Plasticité cellulaire : Capacité d’une cellule progénitrice ou d’une cellule souche d’engendrer non seulement le type
de cellules de l’organe dont elle est issue, mais aussi d’autres types d’organes. Par exemple, il est admis que les
cellules de foie peuvent, dans certaines conditions, être à l’origine de cellules de pancréas. On trouve dans la moelle
osseuse des cellules souches capables d’être à l’origine de muscles, de coeur, d’os, de tissus adipeux, peut-être de
cellules nerveuses…
Pluripotent : Une cellule souche est pluripotente lorsqu’elle peut se différencier en une grande variété de tissus, mais
est insuffisante pour donner à elle seule un organisme entier. Tel est le cas des cellules E
Régénération tissulaire: Reconstitution d’un organe, d’un membre ou d’un tissu, dont une partie plus ou moins
importante a été éliminée, que ce soit par chirurgie à la suite d’un traumatisme ou d’un processus pathologique. Chez
les mammifères comme chez l’homme, l’ablation des 2/3 du foie aboutit à la régénération du tiers restant et à la
reconstitution d’un foie de volume normal. La section d’un membred’une salamandre aboutit à la régénération de ce
membre.
Scission gémellaire : Imitation de la formation naturelle de jumeaux monozygotes.
Des jumeaux peuvent résulter de la scission d’une morula ou d’un blastocyste. A partir d’un embryon, on en obtient
ainsi plusieurs génétiquement identiques. Cette technique utilisable chez la souris, le rat, le lapin, le mouton, le
boeuf, le porc et le macaque rhésus, est réalisable de façon analogue chez l’Homme.
Tératome : Tumeur encapsulée que l’on rencontre surtout chez l'enfant. Elle peut être bénigne ou maligne.
Thérapie cellulaire : Traitement reposant sur l’administration d’une population de cellules vivantes ayant subi une
manipulation en laboratoire. Les cellules peuvent provenir du receveur (cellules autologues ou syngéniques), d’une
donneur apparenté ou non apparenté (cellules allogéniques) ou d’un animal (cellules xénogénique). Il peut s’agir de
cellules adultes, de cellules foetales, ou de cellules embryonnaires. La manipulation peut constituer à trier une sous-
population (purification), à éliminer certaines cellules indésirables (purge), à induire leur maturation dans une
direction choisie, à induire la prolifération de certains composants. Plusieurs de ces manipulations peuvent être
associées. Elles peuvent nécessiter la mise en culture des cellules pour une période de quelques jours ou de quelques
semaines. Au maximum, les cellules administrées proviennent d’une lignée cellulaire immortalisée. La manipulation
en laboratoire des produits cellulaires destinés à une administration chez l’homme doit respecter les règles de bonne
pratique de fabrication (BPF) et requiert un local spécifiquement aménagé pour cette tache.
Thérapie génique germinale: Projet de modification du génome des cellules germinales ou du zygote, en cas de
pathologie héréditaire, de manière à éviter que l’individu concerné soit affecté, et qu’il transmette l’anomalie à sa
descendance.
Thérapie génique somatique : Tentative de modification du génome de cellules somatiques, de manière à corriger
les effets d’une anomalie de ce génome. Cette modification ne sera pas transmise à la descendance de l’individu
concerné.
Totipotente : Cellule souche capable d’engendrer un organisme entier, c'est-à-dire, chez l’homme, un bébé avec les
annexes, le cordon et le placenta. Les seules vraies cellules totipotentes sont l’oeuf fécondé et les cellules filles issues
de ses toutes premières divisions (blastomères).

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INTRODUCTION GENERALE
On assiste ces dix dernières années à un regain d’intérêt pour les cellules souches adultes, les
cellules souches embryonnaires et le clonage thérapeutique, avec un développement important
des grands sujets de recherche en biologie humaine. Ces cellules fournissent un modèle parfait
pour répondre à toutes les questions que l’on peut se poser sur la prolifération cellulaire, la
différenciation, et le développement en général. Les recherches dans ce domaine très sensible
suscitent des réactions passionnées, faites d’espoirs et d’angoisses. Appelées à révolutionner la
médecine régénératrice, elles pourraient déboucher sur les thérapeutiques d’un nouveau siècle.
Les travaux captivent la société et nourrissent tout un imaginaire qui fascine les hommes depuis
l’Antiquité : celui de la régénération, voire de l’immortalité. Dans les sciences biologiques, des
mammifères aux humains, l’utilisation du matériel biologique que constituent les cellules
souches, leur origine, induit un questionnement bioéthique inévitable : quelles sont les
conséquences sociétales et juridiques de la participation de l’embryon à la recherche?
Pour ce qui est du monde végétal, la découverte du concept de la totipotence de la cellule
végétale est vieille d’un siècle, et le clonage qui en découle, déjà largement exploité, constitue la
clé de voûte de l’essor des Biotechnologies. C’est tout récemment, quand on a voulu exploiter ce
concept de la régénération d’une plante adulte à partir d’une cellule somatique, en tentant des
expériences de transformation de la cellule par addition d’un gène étranger et la création d’un
organisme génétiquement modifié, que le questionnement est apparu : la vision du scientifique
rencontre ainsi le regard du bio éthicien, du juriste et du citoyen, sur l’opportunité de produire ces
OGM en plein champs, de breveter le vivant. Les plantes transgéniques sont maintenant cultivées
sur plus de 90 millions d’hectares dans le monde, mais leur développement en Europe est bloqué.
En France, elles sont l’objet de débats fréquents, passionnés, polémiques et de prises de positions
politiques.
Dans les deux cas, il n’est pas toujours facile de cerner toutes les facettes de ces thématiques
biologiques et les choix se compliquent tant les paramètres pris en compte sont nombreux. Les
avancées scientifiques sollicitent toute l’attention de la société quand l’éthique, la Bioéthique et
le droit éveillent son sens critique. Quels sont les bénéfices de telles recherches ? Faut-il les
autoriser ou les interdire ? Il faut signaler que les enjeux dépassent les cadres scientifique,
juridique et éthique : ils concernent aussi les citoyens et les domaines industriel et économique.
L’utilité des cellules souches, aussi bien chez les mammifères, notamment les humains, que dans
le monde végétal, ne se limite pas aux espoirs thérapeutiques et à une agriculture intensive visant
à régler la faim dans le monde, mais par la brevetabilité et l’ingéniosité de certaines start-up, de
groupes d’agroalimentaires et de grands semenciers, pour lesquels les applications des travaux
sur les cellules souches peuvent devenir un marché fructueux. C’est ce qui donne à ce débat son
caractère mondialisé. L’affaire du scandale Hwang en 2005, une équipe de recherche sud-
coréenne ayant falsifié les résultats du clonage humain, a retenti aux quatre coins du monde,
jetant sous les feux des projecteurs médiatiques cette question scientifique, partout devenue
question de société.